Análisis crítico de los materiales utilizados en la obtención de electrodos para la generación de hidrógeno verde, por medio de la electrólisis del agua: estado del arte

Rodríguez Madariaga, Jhon Freddy

Análisis crítico de los materiales utilizados en la obtención de electrodos para la generación de hidrógeno verde, por medio de la electrólisis del agua: estado del arte

dc.contributor.advisor	Blanco Vásquez, Sergio Ismael
dc.contributor.advisor	Delvasto Angarita, Pedro Luis
dc.contributor.author	Rodríguez Madariaga, Jhon Freddy
dc.contributor.evaluator	Vargas Ceballos, Oscar Andres
dc.contributor.evaluator	Peña Ballesteros, Darío Yesid
dc.date.accessioned	2024-04-24T16:21:27Z
dc.date.available	2024-04-24T16:21:27Z
dc.date.created	2024-04-24
dc.date.issued	2024-04-24
dc.description.abstract	El cambio climático es un problema global que afecta a todo el planeta. Una de las principales causas del cambio climático son las emisiones de gases de efecto invernadero producidas por la quema de combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas, para generar energía. Sin embargo, las energías renovables son un factor clave en la lucha contra el cambio climático, ya que su uso permite reducir las emisiones y promueve la transición hacia un modelo energético más sostenible y limpio, ya que está generación de energías renovables produce menos emisiones que la quema de combustibles fósiles (Departamento Nacional de Planeación DNP, 2023). Ahora bien, en Colombia, la situación energética es compleja debido a su dependencia del carbón y del petróleo, según el Departamento Nacional de Planeación (DNP), en 2019, el 70,7% de la energía generada en el país proviene de combustibles fósiles, mientras que sólo el 0,2% correspondía a fuentes renovables no convencionales (Departamento Nacional de Planeación DNP, 2023). Esto genera una gran preocupación por la contaminación ambiental y la seguridad energética del país, en este contexto, el hidrógeno se presenta como una alternativa prometedora en la búsqueda de una fuente de energía limpia y renovable. Sin embargo, la forma más sostenible de producir hidrógeno es mediante la electrólisis del agua utilizando energías renovables, como la solar o eólica, a este proceso se le conoce como hidrólisis del agua y es una de las tecnologías clave en la transición energética. El hidrógeno se puede utilizar como combustible en diversas aplicaciones, como en vehículos de combustión interna o en células de combustible, es por esto que, el Grupo Ecopetrol inició la producción de hidrógeno verde en la Refinería de Cartagena, el proyecto tiene por objetivo evaluar la viabilidad técnica y ambiental de este vector energético, con esto se espera una producción de hidrógeno verde de alta pureza (99,999%), se realizará con un electrolizador y 270 paneles solares, Ecopetrol presentó su plan estratégico de hidrógeno de bajo carbono, que tendrá proyectos por un valor de US$2.500 millones al año 2040, con esto se espera que Colombia sea pionera y líder en la producción y exportación de hidrógeno verde para el año 2032 (Ecopetrol, 2022). Además, el hidrógeno también se puede utilizar como materia prima en la producción de productos químicos, como fertilizantes o plásticos. Por ende, uno de los principales desafíos es el desarrollo de electrocatalizadores eficientes y económicos para la producción de hidrógeno mediante la electrólisis del agua. Después de investigar sobre este tipo de alternativas para reducir el efecto invernadero, en este trabajo se buscará analizar críticamente la literatura actualizada referente a los materiales utilizados en la creación de electrodos para la producción de hidrógeno verde, por medio de la electrolisis del agua.
dc.description.abstractenglish	Climate change is a global problem a that affects the entire planet. One of the main causes of climate change is the emission of greenhouse gases produced by burning fossil fuels such as coal, oil and gas to generate energy. However, renewable energies are a key factor in the fight against climate change, as their use reduces emissions and promotes the transition to a more sustainable and cleaner energy model, since the generation of renewable energies produces fewer emissions than the burning of fossil fuels (Departamento Nacional de Planeación DNP, 2023). However, in Colombia, the energy situation is complex due to its dependence on coal and oil. According to the National Planning Department (DNP), in 2019, 70.7% of the energy generated in the country came from fossil fuels, while only 0.2% corresponded to non-conventional renewable sources (Departamento Nacional de Planeación DNP, 2023). This raises concerns about environmental pollution and the country's energy security. In this context, hydrogen is a promising alternative in the search for a clean and renewable energy source. However, the most sustainable way to produce hydrogen is through the electrolysis of water using renewable energies, such as solar or wind power. This process is known as water hydrolysis and is one of the key technologies in the energy transition. Hydrogen can be used as fuel in various applications, such as internal combustion vehicles or fuel cells, which is why the Ecopetrol Group began the production of green hydrogen at the Cartagena Refinery, the project aims to assess the technical and environmental feasibility of this energy vector, with this is expected to produce high purity green hydrogen (99.999%), will be made with an electrolyser and 270 solar panels, Ecopetrol presented its strategic plan for low-carbon hydrogen, which will have projects worth US$ 2. 2.5 billion by 2040, which is expected to make Colombia a pioneer and leader in the production and export of green hydrogen by 2032 (Ecopetrol, 2022). In addition, hydrogen can also be used as a raw material in the production of chemical products such as fertilisers or plastics. Therefore, one of the main challenges is the development of efficient and cost-effective electrocatalysts for hydrogen production by water electrolysis. After researching these types of alternatives to reduce the greenhouse effect, this paper will seek to critically analyse the current literature on the materials used in the creation of electrodes for the production of green hydrogen through the electrolysis of water.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Metalúrgico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.identifier.reponame	Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/42295
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Ingeniería Metalúrgica
dc.publisher.program	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.school	Universidad Industrial de Santander
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial 2.5 Colombia (CC BY-NC 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Energía Renovable
dc.subject	Electroquímica
dc.subject	Fotoelectroquímica
dc.subject	Materiales
dc.subject	fotoánodos
dc.subject	Electrocatalizadores
dc.subject	División del agua
dc.subject.keyword	Renewable Energy
dc.subject.keyword	Electrochemistry
dc.subject.keyword	Photoelectrochemistry
dc.subject.keyword	Materials
dc.subject.keyword	Photoanodes
dc.subject.keyword	Electrocatalysts
dc.subject.keyword	Water Splitting
dc.title	Análisis crítico de los materiales utilizados en la obtención de electrodos para la generación de hidrógeno verde, por medio de la electrólisis del agua: estado del arte
dc.title.english	Critical analysis of the materials used to obtain electrodes for the generation of green hydrogen by means of water electrolysis: state of the art.
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado